2025年工業(yè)機(jī)器人調(diào)試員高級編程實操練習(xí)題及答案1單選題（每題2分，共20分）1.1在KUKAKRC4系統(tǒng)中，將變量聲明為“GLOBAL”時，其生命周期為A.僅當(dāng)前程序運(yùn)行期B.當(dāng)前任務(wù)運(yùn)行期C.控制器斷電前永久存在D.僅當(dāng)前子程序運(yùn)行期答案：C1.2ABBIRC5控制柜中，若要將數(shù)字輸出DO1在急停后保持?jǐn)嚯娗盃顟B(tài)，應(yīng)修改的系統(tǒng)參數(shù)是A.RestartModeB.StorePathTypeC.ResetDOD.TrustLevel答案：A1.3FANUCLRMate200iD/7L在T1模式下，最大安全速度被限制為A.125mm/sB.250mm/sC.500mm/sD.1000mm/s答案：B1.4使用EtherCAT總線時，分布時鐘DC的同步抖動指標(biāo)通常要求小于A.1μsB.10μsC.100μsD.1ms答案：A1.5在YRC1000中，若示教盒顯示“4312：EXCESSIVEDIFFERENCEINTOOLFILE”，最可能的原因為A.工具坐標(biāo)系重量超限B.工具坐標(biāo)系姿態(tài)突變超差C.工具坐標(biāo)系編號重復(fù)D.工具坐標(biāo)系未校準(zhǔn)重心答案：B1.6當(dāng)六軸機(jī)器人第三關(guān)節(jié)發(fā)生機(jī)械漂移，優(yōu)先校正的參數(shù)是A.減速比B.零點(diǎn)脈沖偏移C.伺服剛性D.加速度極限答案：B1.7在ROS2Foxy中，啟動MoveItServo節(jié)點(diǎn)時，必須提供的接口話題為A./joint_statesB./servo_server/delta_twist_cmdsC./planning_sceneD./robot_description答案：B1.8若視覺系統(tǒng)輸出像素坐標(biāo)(u,v)=(1024,768)，相機(jī)內(nèi)參fx=1600，fy=1600，主點(diǎn)(cx,cy)=(640,512)，則該點(diǎn)歸一化坐標(biāo)(xn,yn)為A.(0.24,0.16)B.(0.36,0.25)C.(0.40,0.30)D.(0.48,0.32)答案：A1.9在PLCopenPart4規(guī)范中，機(jī)器人軸組狀態(tài)機(jī)從“StandStill”到“Moving”的觸發(fā)條件是A.PowerOnB.HomeC.EnableD.Move答案：D1.10采用ModbusTCP讀取保持寄存器時，功能碼0x03支持的最大寄存器數(shù)量為A.64B.125C.256D.65535答案：B2多選題（每題3分，共15分，少選得1分，錯選0分）2.1以下哪些操作會觸發(fā)KUKA.SafeOperation中的“SafeTorqueOff”A.打開防護(hù)門B.按下確認(rèn)鍵C.安全PLC輸出OSSD1=0D.安全圍欄激光掃描器侵入E.示教器急停答案：A,C,D,E2.2在StaubliCS9中，關(guān)于VAL3線程描述正確的是A.線程優(yōu)先級數(shù)值越大優(yōu)先級越高B.線程間可通過globalData交換數(shù)據(jù)C.線程最大數(shù)量為256D.線程可綁定到指定CPU核E.線程可設(shè)置分離屬性detached答案：B,C,E2.3下列哪些屬于ISO102181:2011定義的“協(xié)作空間”必要條件A.機(jī)器人須具有功率與力限制功能B.空間須由安全圍欄物理隔離C.空間須有視覺指示器持續(xù)激活D.空間須由風(fēng)險評估文檔化E.空間須具有急停覆蓋區(qū)答案：A,C,D2.4關(guān)于EtherNet/IP的“ImplicitMessaging”特征，正確的是A.使用UDP/IP多播B.屬于面向連接C.典型周期小于10msD.支持“ZeroCopy”驅(qū)動E.必須采用CIPSafety封裝答案：A,B,C,D2.5在FANUCKarel中，可導(dǎo)致程序“ABORTED”狀態(tài)的是A.調(diào)用未定義例程B.數(shù)組越界C.除以零D.信號量超時E.用戶按下FCTN→ABORTALL答案：A,B,C,E3填空題（每空2分，共20分）3.1在ABBRAPID中，若已定義“VARrobtargetp10:=[[,,],[1,0,0,0],[9E9,9E9,9E9,9E9,9E9,9E9]];”，則p10的方位姿態(tài)四元數(shù)w=________。答案：13.2KUKA系統(tǒng)變量“$VEL_AXIS[3]”默認(rèn)單位是________。答案：deg/s3.3FANUC機(jī)器人默認(rèn)用戶幀UF[1]的原點(diǎn)相對于世界坐標(biāo)系偏移量若未示教，則其值為________。答案：[0,0,0,0,0,0]3.4當(dāng)使用YaskawaMotoPlusAPI讀取編碼器反饋時，函數(shù)“getCurAngle”返回單位是________。答案：0.001deg3.5在ROS2中，JointTrajectoryPoint消息字段“time_from_start”數(shù)據(jù)類型為________。答案：builtin_interfaces/Time3.6若視覺系統(tǒng)標(biāo)定板方格邊長30mm，橫向角點(diǎn)7×9，則橫向物理寬度為________mm。答案：1803.7采用5mm螺距滾珠絲杠，電機(jī)端絕對式編碼器單圈17bit，則理論單圈直線分辨率為________μm。答案：約0.0763.8在PLCopenMC_MoveVelocity功能塊中，輸入引腳“Velocity”=0且“Execute”=TRUE時，軸組狀態(tài)將變?yōu)開_______。答案：DiscreteMotion3.9若六軸機(jī)器人關(guān)節(jié)減速比為160，電機(jī)額定3000r/min，則關(guān)節(jié)端最大轉(zhuǎn)速為________r/min。答案：18.753.10在EtherCATESI文件里，描述PDO映射的元素標(biāo)簽為________。答案：<PDO>4簡答題（封閉型，每題6分，共18分）4.1說明KUKA“$ADVANCE”指令與“AdvanceRun”機(jī)制的關(guān)系，并給出默認(rèn)值及對軌跡精度的影響。答案：$ADVANCE為系統(tǒng)整型變量，默認(rèn)=3，表示主運(yùn)行指針可提前3條運(yùn)動指令預(yù)讀。AdvanceRun通過預(yù)讀實現(xiàn)速度平滑，若$ADVADVANCE=0則關(guān)閉預(yù)讀，機(jī)器人會在每個目標(biāo)點(diǎn)準(zhǔn)停，軌跡精度高但節(jié)拍慢；值越大節(jié)拍越快，但可能因提前觸發(fā)導(dǎo)致過渡半徑增大，實際路徑偏離示教點(diǎn)。4.2列舉FANUC機(jī)器人恢復(fù)參考點(diǎn)（Mastering）的三種方法并指出各自適用場景。答案：1)ZeroPositionMastering：各軸移動到機(jī)械零刻線，適用于更換電機(jī)或絕對編碼器電池完全斷電；2)SingleAxisMastering：僅對單軸示教參考點(diǎn)，適用于個別軸發(fā)生碰撞偏移；3)QuickMastering：利用已存儲的脈沖計數(shù)值快速恢復(fù)，適用于電池掉電但機(jī)器人未移動且脈沖值可信。4.3簡述YaskawaSigma7伺服“Tuningless”功能開啟后對剛性設(shè)定與負(fù)載慣量比估算的影響。答案：開啟Tuningless后，驅(qū)動器自動實時推算負(fù)載慣量比并動態(tài)調(diào)整增益，無需手動輸入剛性等級；剛性參數(shù)表被屏蔽，系統(tǒng)自動在Level0~Level34間切換，可抑制1~2倍慣量變化，但高節(jié)拍或高負(fù)載場合仍需手動整定以獲得最佳響應(yīng)。5簡答題（開放型，每題8分，共16分）5.1某客戶現(xiàn)場使用兩臺ABBIRB4600協(xié)同搬運(yùn)玻璃板，要求機(jī)器人在進(jìn)入共享區(qū)域時實現(xiàn)“互鎖+速度監(jiān)測”雙重防護(hù)。請給出硬件配置、RAPID關(guān)鍵代碼片段及安全參數(shù)設(shè)置思路。答案：硬件：每臺機(jī)器人配置SafeMovePro，共享區(qū)域用安全PLC（如SICKFlexiSoft）連接光柵+壓敏地毯；安全PLC通過Ethernet/IP與兩臺IRC5交換安全雙通道信號。RAPID：PROCenterShared()WaitUntildi_SafeZoneClear=1ANDdi_PartnerSpeedOK=1;SetDOdo_MyRequest,1;WaitUntildi_PartnerGrant=1;MoveJpShared,v200,fine,tGlass;SetDOdo_MyRequest,0;ENDPROCSafeMove參數(shù)：設(shè)置“SafeZone”為立方體，監(jiān)控速度250mm/s，超限觸發(fā)Category1Stop；互鎖信號通過安全PLC交叉驗證，響應(yīng)時間<50ms。5.2闡述在ROS2+MoveIt2框架下，如何為六軸機(jī)器人添加實時力控閉環(huán)，并說明與MoveItServo的差異。答案：1)在URDF中添加transmission與hardwareInterface，加載ros2_control的“force_controller”插件；2)編寫hardware_interface讀取六維力傳感器數(shù)據(jù)，采用力/位混合控制，外環(huán)力控周期1kHz；3)使用MoveIt2的moveit_servo僅提供增量速度接口，無閉環(huán)力反饋，適合自由空間拖動；而力控閉環(huán)需實時修正關(guān)節(jié)力矩，需將控制器運(yùn)行在實時內(nèi)核，用EtherCAT主站周期同步，MoveIt僅負(fù)責(zé)路徑規(guī)劃，不再參與實時伺服。6計算題（共6題，41分）6.1（6分）某六軸機(jī)器人末端法蘭受到力向量F=[120N,0,0]T，力作用點(diǎn)相對于法蘭坐標(biāo)系原點(diǎn)偏移r=[0,50mm,100mm]T，求法蘭坐標(biāo)系下力矩M。答案：M=r×F=[0,50,100]×[120,0,0]=[0,12000,6000]N·mm=[0,12,6]N·m6.2（7分）已知關(guān)節(jié)3減速比i=200，電機(jī)轉(zhuǎn)子慣量Jm=0.8×10^4kg·m2，連桿側(cè)等效慣量JL=0.05kg·m2，忽略減速器慣量，求關(guān)節(jié)3總等效慣量Je。答案：Je=Jm·i2+JL=0.8e4×40000+0.05=3.2+0.05=3.25kg·m26.3（7分）采用梯形速度規(guī)劃，最大速度vmax=1800mm/s，加速度a=3600mm/s2，總位移s=2700mm，求加速段時間ta與勻速段時間tb。答案：ta=vmax/a=1800/3600=0.5s；加速位移sa=0.5·a·ta2=0.5×3600×0.25=450mm；同理減速段450mm；勻速段sb=2700900=1800mm；tb=sb/vmax=1.0s6.4（7分）相機(jī)內(nèi)參矩陣K=[[1600,0,640],[0,1600,512],[0,0,1]]，像素測量誤差σu=σv=0.1pixel，求深度Z=1m處X方向單點(diǎn)測量標(biāo)準(zhǔn)差σX。答案：σX=Z·σu/fx=1000mm×0.1/1600=0.0625mm6.5（7分）某伺服電機(jī)額定轉(zhuǎn)矩TN=6N·m，瞬時最大轉(zhuǎn)矩Tmax=18N·m，負(fù)載轉(zhuǎn)矩曲線為：0~0.2s線性上升至12N·m，0.2~0.5s恒值，0.5~0.7s線性下降至3N·m，求均方根轉(zhuǎn)矩Trms并判斷是否過載。答案：分段積分：上升段∫T2dt=∫(60t)2dt=3600·t3/3|0~0.2=19.2；恒值段=122×0.3=43.2；下降段T=3315t，∫(3315t)2dt=∫(1089990t+225t2)dt=[1089t495t2+75t3]|0.5~0.7=43.55；總和=105.95；Trms=sqrt(105.95/0.7)=12.3N·m>6N·m，故過載。6.6（7分）某機(jī)器人腕部三軸軸線交于一點(diǎn)，連桿4長度a4=120mm，連桿5長度a5=110mm，當(dāng)θ4=30°、θ5=45°時，求腕心點(diǎn)相對于臂根坐標(biāo)系的位置坐標(biāo)(x,y,z)。答案：先繞Z4轉(zhuǎn)30°，再沿X4平移120mm，再繞Z5轉(zhuǎn)45°，再沿X5平移110mm；齊次變換得：x=120·cos30°+110·cos30°·cos45°≈104+67.2=171.2mmy=120·sin30°+110·sin30°·cos45°≈60+38.9=98.9mmz=110·sin45°≈77.8mm7分析題（共2題，20分）7.1（10分）現(xiàn)場出現(xiàn)“機(jī)器人偶發(fā)偏離軌跡±0.5mm”現(xiàn)象，環(huán)境溫差10℃/日，齒輪箱溫升15℃，編碼器電池電壓3.1V，導(dǎo)軌水平度0.05mm/m，伺服剛性等級調(diào)高后振幅增大。請給出系統(tǒng)排查步驟與量化判定標(biāo)準(zhǔn)。答案：步驟：1)用激光干涉儀檢測重復(fù)定位精度，連續(xù)30次，若±3σ>0.1mm則機(jī)械傳動存在間隙；2)用溫度記錄儀采集24h關(guān)節(jié)外殼溫度曲線，若溫升>10℃/h，建立熱變形誤差模型，計算熱漂移量ΔL=α·L·ΔT，α=1.2e5，L=臂展1.2m，ΔT=15℃，ΔL=0.216mm，與0.5mm可比，需進(jìn)行熱補(bǔ)償；3)檢查電池電壓<3.2V即更換，重新Master，比較回零偏差<0.02°；4)用伺服軟件掃頻，若增益裕度<6dB則剛性過高，降剛性至原值80%；5)校準(zhǔn)基座水平，用合像水平儀讀數(shù)<0.02mm/m；6)綜合判定：當(dāng)重復(fù)精度<±0.05mm、熱漂移補(bǔ)償后殘余<±0.1mm、水平度<0.02mm/m，則達(dá)標(biāo)。7.2（10分）某汽車廠采用兩臺KUKAKR210R2700進(jìn)行車身焊接，節(jié)拍要求52s，實際56s，瓶頸為“機(jī)器人等待夾具放行”?，F(xiàn)場測得PLC平均掃描周期8ms，安全PLC與機(jī)器人E/IP總線更新周期16ms，夾具氣缸動作時間2.2s，機(jī)器人運(yùn)動時間38s，其余為等待。請給出縮短節(jié)拍的三種技術(shù)方案并量化收益。答案：方案A：將安全PLC與機(jī)器人IO更新周期降至4ms，采用EtherNet/IPDLR環(huán)網(wǎng)，減少IO延遲約12ms×2次=24ms，可忽略；方案B：將夾具氣缸更換為伺服電動夾緊，動作時間由2.2s降至0.8s，收益1.4s；方案C：采用KUKA.RoboTeam協(xié)同，取消等待信號，機(jī)器人提前0.5s進(jìn)入待機(jī)位，收益0.5s；合計收益1.9s，新節(jié)拍54.1s，仍高于52s；再優(yōu)化機(jī)器人路徑，用ArcTechAdvanced將焊接速度提升5%，運(yùn)動時間降至36.1s，再降1.9s，總節(jié)拍52.2s，接近目標(biāo)。8綜合編程題（50分）8.1題目：在KUKAKRC4上實現(xiàn)“視覺引導(dǎo)隨機(jī)箱體拆垛”高級程序，要求：a)采用EtherNet/IP與SICKPLB相機(jī)通信，獲取箱體長寬高與抓取點(diǎn)坐標(biāo)；b)根據(jù)箱體質(zhì)量自動調(diào)整機(jī)器人運(yùn)動參數(shù)（加速度、速度）；c)實現(xiàn)抓手真空狀態(tài)監(jiān)測，掉箱立即暫停并報警；d)垛形變化后無需人工示教，可自動生成軌跡；e)提供異常處理：來料超高、無箱、碰撞。請?zhí)峤唬?)系統(tǒng)架構(gòu)圖（文字描述）；2)數(shù)據(jù)列表（變量名、類型、作用）；3)主程序SRC完整代碼；4)子程序與功能函數(shù)；5)安全邏輯說明；6)測試用例與預(yù)期結(jié)果。答案：1)架構(gòu)：KRC4?EtherNet/IP?SICKPLB（相機(jī)+算法單元），KRC4?OPCUA?上位MES，KRC4本地IO?真空泵+壓力開關(guān)，安全圍欄+光幕→安全PLC→KRC4X11。2)數(shù)據(jù)列表：GLOBALDEClareBOOLbGripOkGLOBALDEClareREALboxDim[3]//長、寬、高GLOBALDEClareREALboxMass//kgGLOBALDEClareREALpickPoint[6]//XYZABCGLOBALDEClareINTerrCode3)主程序：&ACCESSRVP&REL1DEFpalletizing()INIGLOBALINTstackCnt=0LOOPWAITFOR($IN[1]==TRUE);//請求視覺$OUT[1]=TRUE;//觸發(fā)拍照WAITFOR($IN[2]==TRUE);//拍照完成receiveData();//讀取boxDim,boxMass,pickPointIF(boxDim[2]>500)THENerrCode=1001ERR_RAISE("Boxtoohigh")ENDI